淺談桐子林水電站圍堰高噴防滲墻施工技術(shù)措施

李姍姍

Discussion on the High-Jet Impervious Wall Construction Technology of Cofferdam in?Tongzilin Hydropower Station

LI Shan-shan

（Chengdu Hydroelectricity Construction Engineering Co. Ltd. of Sinohydro Bureau No.7 Company， Chengdu 611130， China）

【摘? 要】論文通過對大塊石、孤石含量較高，細(xì)顆粒流失嚴(yán)重的土石圍堰的高噴防滲墻施工技術(shù)進(jìn)行闡述，總結(jié)了有關(guān)參數(shù)和施工工藝以及技術(shù)措施。

【Abstract】This paper expounds the construction technology of high-jet impervious wall of rock cofferdam with high content of large stone and solitary stone and serious loss of fine particles， and summarizes the relevant parameters， construction technology and technical measures.

【關(guān)鍵詞】圍堰 ;高噴防滲墻;施工技術(shù)

【Keywords】cofferdam; high-jet impervious wall; construction technology

【中圖分類號】TU74? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0173-03

1 桐子林水電站圍堰概述

桐子林水電站一期土石圍堰，堰頂寬12m，堰頂高程為994m，枯期圍堰堰頂軸線總長1056.68m，最大堰高約16m，堰體分為砂礫石區(qū)和石渣堆筑區(qū)。一期圍堰防滲采用高噴，深度一般在40.0m以內(nèi)，局部最深為51.0m，布置于（圍）

0-441.104～（圍）0+615.574，高噴防滲墻軸線布置于圍堰軸線內(nèi)側(cè)3.0m?？萜趪叩湫推拭鎴D如圖1所示。

1.1 工程地質(zhì)及水文

圍堰基礎(chǔ)置于河床覆蓋層上，覆蓋層厚3～38m，主要為砂卵礫石層、粉砂質(zhì)粘土層，基巖為晉寧期混合巖，以Ⅳ級巖體為主，局部強(qiáng)風(fēng)化Ⅴ級巖體[1]。

桐子林壩址枯水期（12月至翌年4月）平均流量為612 m3/s，每年11月起開始穩(wěn)定退水，到翌年3月中下旬達(dá)最小值，枯水期水量年際變化以11、12月為最大，3月最小。歷年3月平均流量最大為593m3/s（1966年），最小為422m3/s（1984年）;4月起河道水量明顯增加，月平均流量的最大值可達(dá)937m3/s（1992年），年際變化也相應(yīng)變大。

1.2 圍堰填筑情況

圍堰填筑高度在原始河床上加高6～16m，該圍堰堆筑大塊石、孤石含量較高，粒徑超過30cm以上的填筑石料含量較大，由于填筑高差大河床水流流速高，造成在水下部位的填筑過程中細(xì)顆粒及土料隨水流流失較多，致使水下部位的填筑架空概率極高，這加大了高噴施工技術(shù)難度和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2 高壓旋噴防滲墻施工

2.1 工程設(shè)計(jì)

圍堰全長1056.678m，設(shè)計(jì)為高壓旋噴防滲墻施工方案，設(shè)計(jì)參數(shù)：樁徑1.2m，孔距0.8m，深入基巖1.3m，單排布置，最大孔深約51m。

2.2 高壓旋噴防滲墻技術(shù)重點(diǎn)及難點(diǎn)

針對工程地質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)施工參數(shù)，經(jīng)過深入分析，高壓旋噴防滲墻存在如下技術(shù)重點(diǎn)及難點(diǎn)：

①填筑層大塊石、孤石含量高，下部細(xì)顆粒及土料流失嚴(yán)重，造成填筑層架空嚴(yán)重，單排高噴孔施工質(zhì)量控制難度大[3]。

②砂卵石層埋藏深厚，最大埋深達(dá)32.8m，砂卵石層透水性強(qiáng)、滲透系數(shù)大，單排高噴施工難度大。

③孔深最深達(dá)51.0m，孔斜控制難度大，且基巖上覆砂卵石層，施工難度大。

2.3 施工機(jī)具及灌漿材料

第一， 施工機(jī)具。鉆孔采用全液壓多功能鉆機(jī)，配置套管機(jī)和25T吊車作為套管起拔專用設(shè)備。高噴灌漿采用XL-50型旋噴機(jī)，配置φ50噴具。高壓注漿泵為PB-90E變頻高噴灌漿泵，制漿采用NJ-600高速制漿機(jī)。

第二， 灌漿材料。灌漿材料采用普通P.O42.5硅酸鹽水泥、200目鈣基膨潤土、工業(yè)用純堿、符合質(zhì)量要求的外加劑。

2.4 工藝流程

施工工藝流程見圖1。

2.5 高噴參數(shù)

施工作業(yè)前先進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)確定工藝參數(shù)，工藝參數(shù)主要包括：孔距、灌漿壓力、灌漿量、風(fēng)壓、風(fēng)量、旋轉(zhuǎn)速度、提升速度、進(jìn)漿和返漿比重等[4]。

2.6 鉆孔

①鉆孔采用液壓鉆機(jī)潛孔偏心跟管鉆進(jìn)，采用？準(zhǔn)152合金球齒偏心鉆頭，采用？準(zhǔn)140跟進(jìn)套管，螺紋連接;孔施工分三序進(jìn)行，每相鄰孔之間施工時(shí)段間隔不得小于48h。

②鉆機(jī)就位后，開孔偏差、孔深偏差控制在規(guī)范范圍內(nèi)，采取預(yù)防孔斜及糾偏措施，確?？仔闭`差小于1%，測斜采用重垂式測斜儀。

③施工過程中，根據(jù)返碴情況、鉆進(jìn)速度、鉆機(jī)及沖擊器運(yùn)行情況判斷地下水位漂（孤）石的分布、埋深，地層的架空、漏失、串通、動水等情況，準(zhǔn)確記錄遇到的各種現(xiàn)象。

④終孔后，先取出鉆桿和鉆具，隨后下入？準(zhǔn)100mm薄壁PVC管護(hù)壁。

⑤鉆孔完成后，做好孔口保護(hù)工作，依據(jù)鉆孔情況繪制柱狀圖并編制對應(yīng)文字說明，詳細(xì)描述特殊地段地質(zhì)情況，供高噴灌漿參照使用。

2.7 高壓噴射灌漿

2.7.1漿液配比及拌制

漿液配比（水灰比）為：l.5：l～1：1，通過配合比試驗(yàn)確定漿液攪拌時(shí)間、流動性、密度、凝結(jié)時(shí)間以及漿液固結(jié)體密度、強(qiáng)度、彈性模量和透水性等[5]。

水泥漿液隨配隨用，噴灌作業(yè)過程中連續(xù)攪拌。水泥采用重量稱重法，稱重誤差符合規(guī)范要求，純堿土及膨潤加量采用專用器具，加料順序依次為先水然后膨潤土再純堿最后加入水泥，漿液充分?jǐn)嚢?，直至攪拌均勻才能使用?/p>

2.7.2 高噴灌漿

①鉆孔驗(yàn)收合格后開始高噴灌漿，高噴灌漿施工分三序施工，施工順序?yàn)镮→II→III序孔，自下而上噴射成墻，相鄰孔之間施工時(shí)段間隔不得小于48h。

②旋噴機(jī)安裝就位后，先檢查噴頭的完好性，并做好噴頭的保護(hù)，依次將噴射管安放至設(shè)計(jì)深度，并與其他各工序相互協(xié)調(diào)配合，做好高噴前的準(zhǔn)備工作。

③噴具組裝前先檢查噴具的完好狀況，連接處用○型圈密封并檢查嚴(yán)密性，噴具采用機(jī)械連接。

④試噴：試噴是高噴前的一道重要工序，主要確保噴具組裝完畢后風(fēng)管、輸漿管路暢通，壓力超過35MPa，3min內(nèi)無異?？山Y(jié)束試噴。

⑤下噴具：試噴完成后，將噴具安放入孔內(nèi)，下噴具過程中同時(shí)輸送風(fēng)和漿液，漿壓力控制在1MPa內(nèi)，噴具按設(shè)計(jì)要求安放到設(shè)計(jì)深度。

⑥高噴灌漿：確保噴具安放到設(shè)計(jì)深度后開始高噴作業(yè)，依據(jù)高噴參數(shù)調(diào)節(jié)風(fēng)壓、灌漿流量、旋擺機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，使之達(dá)到設(shè)計(jì)值和規(guī)范要求，當(dāng)孔口返漿比重滿足設(shè)計(jì)要求后，開始提升，自下而上連續(xù)不斷噴射灌漿，直至孔口后停噴。

⑦回填及封孔：凝結(jié)體頂部因滲漏和漿液析水而出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，在高噴作業(yè)完成后，由專人負(fù)責(zé)進(jìn)行孔口靜壓注漿，直到液面不再析水下降為止[6]。

2.7.3 特殊情況處理

①高噴因機(jī)械故障、地質(zhì)原因等中斷，應(yīng)立即停止提升，記錄好中斷時(shí)間，測量好中斷深度，組織好技術(shù)人員分析中斷原因，并盡快恢復(fù)。若恢復(fù)時(shí)間較長的，先提出噴具，用清水沖洗干凈。待故障處理后，將噴頭安放至中斷處0.5m以下，采取重疊搭接噴射處理后，方可繼續(xù)向上提升及噴射注漿，并記錄中斷時(shí)間和深度。停機(jī)超過3h，需對輸送泵、輸送漿管路系統(tǒng)進(jìn)行清洗后方可繼續(xù)施工。

②若高噴過程中發(fā)生噴具堵塞時(shí)，提出噴具進(jìn)行處理并記錄中斷深度。處理完畢后，孔深能滿足深度要求，下入噴具到中斷深度以下0.5m繼續(xù)進(jìn)行噴灌作業(yè)，采取重疊搭接噴射處理后，方可繼續(xù)向上提升及噴射注漿，不能滿足要求的，重新造孔。

③提升速度根據(jù)地層和返漿情況做適當(dāng)調(diào)整，在地層交界處需靜噴2～3min并增大供漿量。

④遇到復(fù)雜架空嚴(yán)重的地層，如含孤、漂石部位，在臨界面采用靜噴的方式處理;對漏失嚴(yán)重明顯的部位采用加大供漿量、降低提升速度、調(diào)整噴射壓力等有效措施進(jìn)行處理。

⑤若遇到大的滲漏通道，在噴灌過程中向孔內(nèi)投放粗砂或豆石等，盡快堵住滲漏通道，保證灌漿效果滿足設(shè)計(jì)要求。

2.8 質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

質(zhì)量檢查主要包括施工成果質(zhì)量檢查和施工效果檢查。

施工成果資料包括施工全過程跟蹤檢測，做好對原材料、漿液等半成品、施工工藝、工序的質(zhì)量控制和檢查，主要包括孔位的放樣質(zhì)量、材料試驗(yàn)成果、漿液配合比試驗(yàn)成果、鉆孔偏斜率、噴射插管安放深度、現(xiàn)場高壓噴射注漿試驗(yàn)成果、高壓噴射作業(yè)的工藝檢驗(yàn)等。

施工效果檢查包括高壓噴射注漿樁（孔）的平面位置、高壓噴射注漿防滲墻的墻體垂直度、連續(xù)性、均勻性和搭接程度、高壓噴射注漿固結(jié)體的強(qiáng)度、透水性以及溶蝕和耐久性能等是否滿足設(shè)計(jì)以及規(guī)范要求[7]。

高壓噴射注漿固結(jié)體的質(zhì)量檢驗(yàn)方法可采用開挖檢查、動測樁法、鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、荷載試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)等方法。

3 結(jié)語

圍堰高噴防滲墻施工是桐子林水電站工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一。高噴防滲墻施工在生產(chǎn)性試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合了圍堰填筑施工和鉆孔現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)特點(diǎn)，制定了高噴防滲墻施工方案。通過后期圍堰擋水效果表明，制定的高噴防滲方案是可行的，為后期的基坑開挖等創(chuàng)造了干地施工的有利條件，減少了基坑抽水工程量，并實(shí)現(xiàn)了后續(xù)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。通過后期圍堰拆除揭露的高噴防滲墻表明，防滲墻成型較好。綜上所述，桐子林水電站圍堰高噴防滲墻施工規(guī)范，工藝合理，是成功的。

【參考文獻(xiàn)】

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【3】陳文濤《高壓噴射灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用》[J].水利技術(shù)監(jiān)督， 2009（5）：112.

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【7】李穎智.大壩基礎(chǔ)固結(jié)灌漿補(bǔ)強(qiáng)加固施工技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（13）：22-25.